建筑电气设计的概念 2010-07-09 23:22 简介：传统建筑电气设计只包括供电和照明，而今天一般将其设计的内容形容为强电和弱电。将供电、照明、防雷归类在强电，而其余部分，如电话、电视、消防和楼宇自控等内容统统归于弱电。这种分类以电压的高低为依据，容易理解，所以很快被人们所接受。本文中将尝试一种新的分类方法，就是按功能分类。
关键字：供电系统,信息系统,减灾系统,照明系统 一、建筑电气设计的概念
1.设计的概念
设计是一个构思表达、再构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价的过程。基本上可以概括为博览、创意、构思、表达等几个阶段。博览是博览群书，直接和间接地学习各方面的知识。通过听讲、看书、参观访问、观摩等各种方式，对各种建筑物及建筑物中的各种设备、技术规格和空间尺度要心中有数。
接到设计任务后，就要创意。只有书本知识是不够的，生活体验和设计经验往往也非常重要。在创意中要善于找出问题、揭示矛盾、分析研究、解决疑难。创意就是对具体问题提出解决的思路。创意可能是模糊的，但它对以后的设计至关重要，好的创意才能发展下去，而创意不当就会步履维艰。
好的创意不等于好的设计，因为设计中的矛盾是错综复杂的，一开始矛盾没有展开，而是随着思维的发展而逐步展开，并在展开的过程中逐一对这些问题寻找理想的解决方案。这一过程就是构思发展过程，就是从创意到成熟的过程，这个过程中很重要的就是思维的表达。
思维产生于人的头脑，是个瞬时的火花，这种印象产生后必须抓紧时间记录。好记性不如烂笔头，设计是构思的过程，也是动手的过程。思维借助语言完成，建筑工程设计语言就是图纸或模型。因此，将自己的设计构思表达成为图纸，是设计人员的基本功。
设计过程从一开始到深入下去，各阶段思维的广度、深度都不同，表达方式、工具也可能是多样化的。表达方式和工具要适应思维的速度，推动思维发展成熟。
2.服务的对象
设计是为甲方(业主)的功能需要服务的，也是为施工单位的施工需要服务的。在满足国家有关规定的前提下，设计人员应树立服务意识、树立合作观念、树立敬业精神。对建筑电气专业的设计人员而言，妥善处理与各个专业之间的关系是十分重要的事情，在协调上所用的时间甚至可能超过埋头设计的时间。
3.设计的内容
现代建筑趋于多元化的风格，高度大、面积大、功能复杂，电气设计内容也日趋复杂，项目繁多。建筑电气设计从狭义上仅指民用建筑中的电气设计，从广义上讲应该包括工业建筑、构筑物和道路、广场等户外工程。
传统建筑电气设计只包括供电和照明，而今天一般将其设计的内容形容为强电和弱电。将供电、照明、防雷归类在强电，而其余部分，如电话、电视、消防和楼宇自控等内容统统归于弱电。这种分类以电压的高低为依据，强调了电气设计中所增加的消防、电讯和自控内容与传统电气设计内容完全不同，容易理解，所以很快被人们所接受。
但是，这种按电压高低进行分类的方法并不严谨，如：动力设备的二次控制回路，其电压可能很低；而消防回路中的联动也不宜与配电箱完全分割开。又如人防设计、防雷设计、保安设计等功能性设计，其内容不仅仅是弱电信号的报警，也包含有动力、照明的联锁反应。又如防雷接地，强弱电都要求，而且有向等电位联结发展的趋势，实际上又很难分开。如果电气设计仅仅以电压高低进行分工，势必造成强弱两个子工种之间交叉过多，界限不清楚。
4.电气设计的分类
本书中将尝试一种新的分类方法，就是按功能分类。既然建筑设计是为业主的功能需要服务的，将满足某一类需要的相关设计内容放在一起考虑应该是合情合理的。为此，笔者对建筑电气的要求进行了总结，提出本书的分类方法，愿意以一孔之见与各位同行做进一步的交流。考虑到防雷、消防等内容都是出于对减少建筑物灾害的功能设计，特增加了电气减灾一篇，并将保安监控、防空袭、防爆炸等内容归并其中。而电讯和楼宇集控的出现不仅仅是减灾的需要，也是人们对理想生活环境的追求。出于对信息时代不断发展的新技术考虑，建筑电气的设计内容应能扩展，而信息正是其核心词。减灾篇和信息篇中的内容多是建筑电气设计新增加的内容，而传统的供电篇和照明篇原本就有所界定。
这样分类还有另外一个原因是出于工作量的考虑。对于大型复杂建筑物，以平面图而言，传统强弱电都不只一张。由于消防、电视、广播、保安、综合布线(网络和电话)的要求并不相同，出于方便施工和报批的角度，往往要分别出图。将传统弱电改为减灾和信息，与传统强电的供电和照明并列，可以更加真实地反映出变化后的工作量，也使建筑电气的四个子专业能够大体平衡。下面将进一步叙述建筑电气四个子专业的具体设计内容。
二、供电系统
建筑供电主要是解决建筑物内用电设备的电源问题。包括变配电所的设置，线路计算，设备选择等。
1.供电电源及电压的选择
供电设计：包括供电电源的电压、来源、距离和可靠程度，目前供电系统和远景发展情况；用电负荷的性质、总设备容量和计算负荷；变配电所的数量、容量、位置和主接线；无功功率的补偿容量和补偿前后的功率因数；备用容量和备用电源供电的方式；继电保护的配置、整定和计量仪表的配置。
为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源。具体数量应视当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时使用，互为备用。此外，还必须装设应急柴油发电机组，并要求在15s内走道恢复供电，保证应急照明、消防设备、电脑电源等用
电。国内高层建筑大都采用10kV等级，对用电量大而且有条件的，建议采用35kV深入负荷中心供电。
2.电力负荷的计算
电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备、安全可靠与经济运行，均起着决定性的作用。负荷计算的基本方法有：利用系数法、单位负荷法等，详见第7章。
3.短路电流计算
计算各种故障情况，以确定各类开关电器的整定值、延时时间。
4.高压接线
好的设计能够产生巨大的效益，这是工程师设计的主要目的。如何因地制宜，保证高低压接线的安全、合理、经济、方便，是我们的一个重要课题。
现代高层建筑一般要求采用两路独立电源同时供电，高压采用单母线分段、自动切换、互为备用。母线分段数目，应与电源进线回路数相适应。只有供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的型式。若出线回路较多时，通常考虑分段。电源进线方式多采用电缆埋地或架空引入。
高压配电系统及低压干线配电方式常采用放射式，楼层配电则为混合式。现代高层建筑的竖井多采用插接母线槽。水平干线因走线困难，多采用动力与竖井母线通过插接箱连接。每层楼竖井设层配电小间，经过插接箱从竖井母线取得电源。当层数较多或负荷巨大时，可按楼层分区供电或将变压器分散布置，但要进行经济分析。
5.低压配电线路设计
首先确定进户线的方位，然后确定各区域总配电箱、分箱的位置，根据线路允许电压降等因素确定干线的走向，管材型号和规格，导线截面等，绘制平面图。
低压配电系统的各级开关，一般采用低压断路器。设计时注意选择性，保护等级不宜超过三级。重要负荷要求两路供电、末端切换，如消防电梯，要求在电梯机房设置切换装置、互为备用。配电设计包括配电系统的接线、主要设备选择、导线及敷设方式的选择、低压系统接地方式选择等。
6.电气设备选择
现代建筑要求电气设备防火、防潮、防爆、防污染、节能及小型化。电气设备有的需要引进。设备引进是一项技术性、政策性很强的工作，对国际市场的产品动态及发展趋势都应有一定了解，具备必要的国际贸易常识。